USB1.1 OTG控制器IP核设计与实现

"本文详细阐述了基于89C51微控制器的IC卡读写器设计与实现，结合USB1.1 OTG (On-The-Go) 技术，探讨了USB OTG控制器IP核的设计流程。作者张明在中南民族大学攻读生物医学工程硕士学位期间，完成了这一研究，导师为王礼平教授。" USB1.1 OTG 是一种旨在解决无主机环境下的设备互连问题的技术，允许设备之间直接通信，无需依赖PC作为中介。在当前的数字化时代，这种功能对于计算机外设、数码设备和移动设备之间的直接通信至关重要。文章首先对USB规范及OTG 1.0补充协议进行了归纳和总结，明确了USB1.1 OTG控制器所需的核心功能。 在IP核设计过程中，作者采用了Verilog硬件描述语言，遵循了自顶向下(TOP-DOWN)的设计方法。控制器被划分为六个一级子模块，每个子模块又包含若干二级子模块，这些模块分别负责USB1.1 OTG控制器的不同功能，如数据传输管理、协议处理、电源管理等。通过这种方式，设计实现了层次化的总线模型，便于管理和验证。 在功能仿真阶段，作者使用Verilog HDL编写了Testbench，通过ModelSim环境对OTGController模块进行了功能仿真，验证了各个子模块的正确性。此外，还构建了一个USB1.1 OTG控制器的总线功能模型，用以创建系统测试平台，进行系统级别的功能验证，确保控制器的基本操作符合规范。 在实现阶段，使用Synplify工具进行了面向FPGA的综合，评估了控制器在目标硬件上的资源消耗。文章最后，作者提出了针对USB1.1 OTG控制器IP核设计的优化建议，旨在提高其性能和效率。 关键词：USB OTG；IP核；Verilog HDL；状态机；测试平台；总线功能模型。